【vector模拟实现】附加代码讲解

一、看源代码

• 在我们自己实现 vector 的时候，我们可以参考 vector 的源代码

• 大致功能初步了解
• 1. 成员变量
• 2. 核心成员函数
• 根据名字连蒙带猜，通过时间看源码细节确认

我们自定义的成员变量：

template<class T>
class vector
{
public:private:T* _a;size_t _size;size_t _capacity;
};

修改后：

namespace bit  //同一个域内，就不会和编译器里面的vector弄混
{template<class T>class vector{public:typedef T* iterator;private:iterator _start;iterator _finish;iterator _end_of_storage;};
}

简单实现

前情提要：我们分离定义不分离是因为分离会出现连接问题，这个我们后面会提到

1. push_back

下面是push-back的大致框架：

void push_back(const T& x)
{//如果满了就扩容if(_finish == _end_of_storage){//扩容}
}

注意：在这里我们还要实现三个前提函数：capacity（）、size（）、reserve（）

capacity（容量）

size_t capacity()
{return _end_of_storage - _start;
}

size

size_t size()
{return _finish - _start;
}

reserve（扩容）

void reserve(size_t n)
{//直接扩容if (n > capacity()){T* tmp = new T[n];  //开辟空间memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());  //拷贝delete[] _start; //释放旧空间_start = tmp;  //指向新空间}_finish = _start + size();_end_of_storage = _start + n;
}

⭐通过以上代码，我们就可以开始实现👇

void push_back(const T& x)
{//如果满了就扩容if (_finish == _end_of_storage){//如果capacity 是 0 那么就给四个空间，不是就乘二倍size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);}*_finish = x;++_finish;
}

operator[ ] （元素访问）

T& operator[](size_t i)
{assert(i < size());//断言检查越界情况return _start[i];
}

问题一：测试会发现，我们没有包iostream头文件，所以cout无法使用

• 这里就涉及到一个问题 头文件 .h 在 .cpp 文件里面会展开

所以当我们在Test.cpp里面展开vector.h时，又可以使用了

• 因为展开时他会向上查找
  
  

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但但但是，又有一个问题，运行报错了

• 空指针问题，通过测试，我们可以发现的是，size算法出现问题

start 是新的 但是 finish 是旧的

当我们重新扩容之后，_start == tmp ， 而_ finish还是原来的那个t

• 修改后代码如下：

void reserve(size_t n)
{//直接扩容if (n > capacity()){size_t oldsize = size();T* tmp = new T[n];  //开辟空间if (_start) {memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * size());  //拷贝delete[] _start; //释放旧空间	}_start = tmp;  //指向新空间_finish = tmp + oldsize;_end_of_storage = _start + n;}}

2. pop_back

那么这个就比较简单了，代码实现如下👇：

void pop_back()
{assert(size() > 0);--_finish
}

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3. itorator（迭代器）

• 在没有迭代器的情况下时，我们是不能使用范围for的
  
  迭代器代码实现👇

typedef T* iterator;
iterator begin()
{return _start;
}
iterator end()
{return _finish;
}

• 当然，也有const迭代器
  是指迭代器指向的内容不可修改

typedef const T* const_iterator;iterator begin() const
{return _start;
}
iterator end() const
{return _finish;
}

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4.insert & erase （头插头删）

void test_vector3()
{bit::vector<int> v1;v1.push_back(1);v1.push_back(2);v1.push_back(3);v1.push_back(4);v1.insert(v1.begin(), 0); //头插v1.erase(v1.begin());  //头删
}

运行结果：

⭐insert的的实现

void insert(iterator pos, const T& x)
{if (_finish == _end_of_storage){size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);}iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;--end;}*pos = x;++_finish;
}

注意：这里的扩容会导致迭代器失效，本质上也是一种野指针，pos指向的位置已经失效了

• 所以我们只需要将pos指向新空间对应的位置就好
  
  修改后的insert👇

void insert(iterator pos, const T& x)
{if (_finish == _end_of_storage){size_t len = pos - _start;  //加上这一句计算pos的位置size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : capacity() * 2;reserve(newcapacity);pos = _start + len; //重置为新pos的位置}iterator end = _finish - 1;while (end >= pos){*(end + 1) = *end;--end;}*pos = x;++_finish;
}

• 紧接而来的问题，当我们调用自己写insert时，pos会失效，使得在后面不能重新在调用pos

insert(pos,100);

erase的实现代码👇

void erase(iterator pos)
{assert(pos >= _start);assert(pos <= _finish);iterator it = pos + 1;while (it != _finish){*(it - 1) = *it;**it;}--_finish;
}

• 当我们使用erase但是也会出现失效的可能性，这也说明迭代器失效不只是野指针的问题

• 这取决于VS的编译器对于iterator，我们出了作用域时，会类似标记为 false ，此时再次调用，就会报错
  

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5. 拷贝构造和析构函数

• 拷贝构造
  问题一：如果我们不写拷贝构造的话，在VS里面默认是什么
  在内置类型里面，我们完成的是值拷贝，也就是所谓的浅拷贝，这不是我们所需要的

拷贝构造函数代码如下👇

void swap(vector<T>& v)
{std::swap(_start, v._start);std::swap(_finish, v._finish);std::swap(_end_of_storage, v._end_of_storage);
}// v1 = v3
vector<T>& operator=(vector<T>& v)
{this->swap(v);return *this;
}

//v2(v1)
vector(const vector<T>& v)
{for (auto e : v){push_back(e);}
}//但是现在并没有写构造

• 但是在这里并没有运行，所以在这里我们需要提前了解一下关键字

default关键字（强制编译器生成）

//强制编译器生成默认的
vector() = dafault；

析构函数代码如下👇

~vector()
{if (_start){delete[] _start;_start = _finish = _end_of_storage = nullptr;}
}

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其他问题

• 有人在编译的时候可能会出现内部编译器出错
• 因为有模板的原因，编译器报错比较混乱
• 一般都是少了分号的原因
• 可以用分段注释的方法来解决